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一、 SDDC 不可缺少的一塊拼圖現在市面上的儲存虛擬化技術種類繁多，各大

廠商爭先搶後推出相對應的儲存虛擬化技術來

因應市場趨勢，其中較重大的原因是現有的客

戶及廠商在進行運算虛擬化後，發現傳統硬體

架構使用上所帶來的不便，而虛擬化後帶來了

非常大的改善。虛擬化技術使客戶使用的系統

更具有彈性，更加便利的運用在環境之中。然

而在伺服器虛擬化的潮流已邁向一個穩定的狀

態後，這些虛擬化廠商又更進一步地將儲存、

網路等虛擬化技術，依附在傳統實體架構上進

行變革。

而 SDDC (Software-Defined Data Center)是近年來 VMware所提出的雲端解決方案，其中 SDS (Software-Defined Storage)是 SDDC藍圖中不可或缺的項目之一，為何這樣說？今天我們在資

料中心內可以做 vSphere HA (High Availability)、VMware vSphere DRS (Distributed Resource Scheduler)、VMware vSphere vMotion 等 等 的功能，全都歸功於虛擬化技術，但客戶要使用

這些功能都必須要有一個前提，除了 vSphere授權的版本之外就是它必須使用共享儲存設備

(Shared Storage)才能做到今天所提出的各種解決方案，但並非所有的客戶都有足夠的預算採

買共享儲存設備，倘若可以使用 VMware官方所認證過的 SSD跟 HDD組合成一個共享儲存來滿足這樣的需求，豈不是一件不錯的事情？所

以透過 Virtual SAN我們可以將現有伺服器的硬碟組成一個巨大的儲存資源池，在這個資源池

當中，同時又具有虛擬化後的彈性與特性。比

方說如果今天客戶的虛擬環境運算資源及容量

不足時，可以線上增加伺服器與硬碟來增加運

算資源及容量，也就是說今天透過 Virtual SAN我們能夠以更低的成本來做到符合虛擬化環境

的儲存功能，Virtual SAN從推出到現在經過了四代的演化，從一開始強調的資料保護到現在

的重複資料刪除等功能不斷在更新。接下來我

們來看下一個章節所提到的「資料保護就是要

這樣做：Virtual SAN新增功能與企業的高可用性應用」。

VMware Virtual SAN新技術概觀文 / 曾貫倫

「VMware Virtual SAN」是 VMware推出的新一代儲存虛擬化技術，透過儲存虛擬化技術，除了能夠更有彈性的調整您的儲存架構外，它在剛推出時也不斷強調 Virtual SAN在資料保護的各種機制，在最新的版本更針對資料壓縮及重複資料刪除進行了改革。在這個過程中我們可以看到，Virtual SAN除了越來越趨近於一般使用的共享儲存設備之外，也可以看到 VMware針對這個市場的期望與投入。除此之外，VMware Virtual SAN也將其搭配自家產品做整合，且內建具有效能監控套件，讓客戶在使用時能更清楚Virtual SAN帶來的便利性與彈性，接下來的章節將會深入探討新一代 Virtual SAN所帶來的新功能與應用。

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二、 節省空間又可保護資料：Virtual SAN新增功能與企業的高可用性應用

Virtual SAN的推行已達二到三年，到現在還是眾人關注的焦點之一，熟知 Virtual SAN架構的讀者都知道，Virtual SAN的架構虛擬機在底層都將轉化成物件，並透過儲存策略來保護虛

擬機，使用者亦可自行設定叢集中允許的節點

失效數量，在節點失效時 SSD會自動查詢叢集中可用的節點並進行複寫，而這只是單單針對

vSphere叢集下的保護，試想站台失效時 Virtual SAN該如何保護？於是 VMware又提出了另一個新的架構，將視野提升至企業等級的資料保

護機制。

1. Virtual SAN的跨站點 HA機制新版 Virtual SAN提出了跨站點同步 HA的複寫機制，管理員可在兩個不同的地理位置

或站台建立延伸叢集，在其中一個站台失

效時，兩個站台之間可同步彼此的資料，在

這個架構下兩個站點的 datastore將視為同一個，而兩個站點的虛擬機均運作在這個

datastore之上，如此一來在「單一站點」失效時，將可透過「vSphere HA」將現有的虛擬機移轉至站點Ｂ，平常運作時亦可透過

「vSphere vMotion」 和「vSphere DRS」 進行資料中心之間的負載平衡，此架構便可針

對站台「計畫性停機」與「非計畫性停機」

發揮效益。

圖一 VMware軟體定義資料中心不可缺少的拼圖 Virtual SAN

Horizon 6 AirWatchAny

Device

AnyApplication

OneCloud

vRealize Operation

TraditionalApplications

Modern,CloudApplications

vRealize Automation

App

Business Mobility: Applications 〡 Devices 〡 Content

混合雲PRIVATE MANAGED PUBLIC

YourData Center

vCloudAir

vCloud AirNetwork

vSphere NSX VSAN

Software-Defined Data Center

Hyper-ConvergedInfrastructure

ConvergedInfrastructureBuild-Your-Own

Extensibility

App App App App App

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2. Virtual SAN只需要 2 Node？在企業辦公室地理位置不同時，Virtual SAN在新版也打破了過去的「3 Nodes」限制，使用這種方式運行 Virtual SAN單站點只需要「2 Nodes」，而圖三的「Witness」若應

用在此架構下可以將它視為佈署在總公司的

vSphere虛擬機，但資料將會平均存放至兩座實體主機上而不會在總公司，這架構在一

間分公司「單一節點」故障時 VSAN架構將可繼續運作。

圖二 VSAN Stretched Cluster

圖三 ROBO (Remote Office / Branch Office)

vSphere HAFail over

VSAN Stretched Cluster

VMware vSphere VMware vSphere

< 5 ms latency over> 10/20/40 Gbps

站點 A

VM

站點 B

VMware vSphere

VM

vCenter

witness

總公司

分公司 A 分公司 B 分公司 C

● 1.5 Mbps connectivity● 500 milliseconds latency RTT

VMVMVM

VMVMVMVM VM

VMVMVMVM VM

容量

witness witness

VM VM VM VM VM VM VM VM

VMware vSphere VMware vSphere

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3. Deduplication and CompressionVirtual SAN在推出 6.2版後，針對 All-Flash採用 Nearline Deduplication / Compression 的 技術，也就是說這兩件事情都是在 Disk Group

Cache將資料丟到 Capacity層時發生，理論上會達成以往約 7倍的空間節省，要做到這件事情只需要將此功能勾選即可，非常便利。

圖四 Deduplication and Compression 圖五 Enable Deduplication

4. Erasure Coding新版Virtual SAN設定 Storage Policy Based Manage-ment (SPBM)的地方多了一條定義 Fault Tolerance Method (FTM) RAID-5/6 (Erasure Coding)的功能。在過去使用上，倘若允許故障節點數量為 1台，20GB的資料將抄寫成兩份變成 40GB；現在同樣是允許一台主機故障的策略，原本 20GB的資料透過演算法只需要 27GB即可運作，而這種方式Virtual SAN的最低需求從 2+1 Node架構增加為

3+1 Node；若是允許故障的數量增加為 2台，在過去必須要 60GB的空間現在只需要 30GB，相對來講最低需求的 Node數量要增加至 4+2台 (如圖六 Erasure Coding與以往差異 ) ，這種容錯的方式大大改善以往空間需要佔用過多的

問題，幫助客戶做到容錯，又能使用較少的儲

存空間節省成本 (以上所提功能需要 Virtual SAN All-Flash模式下使用 )。

圖六 Erasure Coding與以往差異

VM

esxi-01 esxi-02 esxi-03

vSphere & Virtual SAN

vmdk

20GB disk normally takes 40GB,now just ~27GB

20GB disk normally takes 60GB,now just ~30GB

● With "FTT=1" availability● 3+1 (4 host minimum)● 1.33x instead of 2x overhead

RAID-5

RAID-6

ESXi Host

parity

data

vmdkvmdk

data

data

parity

data

data

data

parity

data

data

data parity

data

data

data

ESXi Host ESXi Host ESXi Host

ESXi Host ESXi Host ESXi Host ESXi Host ESXi Host ESXi Host

parity

data

data

parity

data

data

parity

data

dataparity

data

data parity

data

data

parity

data

data

● With "FTT=2" availability● 4+2 (6 host minimum)● 1.5x instead of 3x overhead

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5. 效能和容量監控在管理上 Virtual SAN過去就提供了內建的效能監控 (Virtual SAN Observer)，在這個介面中其實就可以看到 Virtual SAN效能上面的許多狀態，但透過這種方式管理員必須額外執

行指令，這除了會改變管理員的使用習慣之

外，管理員也無法看到資料中心的全貌。

新版的 Virtual SAN 6.2中除了可在 vSphere Web Client 中 看 到 Client 中 Virtual SAN 的

IOPS、頻寬、延遲時間，更可進一步的看到每個硬碟的效能狀態，或是直接從虛擬機的

角度看到整體效能，也就是說客戶不必再使

用指令集，而是直接在平常的操作介面中，

以圖形化的方式直接看到 Virtual SAN和虛擬機的狀態，而這個整合也是管理員最希望看

到的介面，讓管理員在使用 Virtual SAN時不必更改過去的使用習慣，且在使用上也簡單

易懂。

圖七 Virtual SAN效能監控 圖八 Web Client容量監控

6. 整合 vSphere Replication與 SRM vSphere Replication 及 SRM 在 Virtual SAN中已經可以整合在一起，並且也可以與上面

所提到的延伸叢集 (Stretched Cluster)進行整合，如此一來企業及組織便不會因為採用延

伸叢集的架構而造成原有的異地備援機制失

效，而 vSphere Replication也強化了過去的限制，將 RPO從 15分鐘提升至 5分鐘 (需使用 Virtual SAN 6.1以上版本)，提供更細緻的災難備援機制。

圖九 VSAN 整合 vSphere Replication與 SRM

vCenter SRM

vCenter SRM

vSphere ◆Virtual SAN

VR

site a site b site x

vSphere ◆Virtual SANStrectched Cluster

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三、 管理儲存可以那麼簡單？vRealize Operation Management提供了以熱圖的方式看到整體資料中心的關係圖，而在資料

中心的基礎架構無非是運算、儲存、網路，

vRealize Operation Management可幫助管理員以最快的方式找到整個資料中心的問題發生點

並進行分析，同時也針對了自家的 Virtual SAN提供了 Management Pack，除了看到現在與Virtual SAN有關的所有設備之外，也可以看到現在的容量、使用情況、SSD吞吐量等等數據，

如此一來管理員便可以以最快的時間進行故障

排除。試想過去我們想要看到這樣的狀態，管

理員必須透過其它廠商額外的機制跟工具才做

的到，而這些工具使管理員需要開啟種種不同

的管理介面才能滿足他的需求，VMware的運算、網路與儲存虛擬化技術只有 VMware最了解，它除了提供軟體定義的三種基礎架構之外，

在管理上也將視角提升至企業資料中心，管理

員透過同一種介面即可看到整體狀態，進行最

有效的管理與資源整合。

圖十 vRealize Operation for VSAN

四、 Virtual SAN儲存未來趨勢：軟體定義儲存無極限

在 SDS這個趨勢的驅使之下，各家廠商也持續地在關注這個市場，VMware也針對 Virtual SAN的部分不斷進行更新與支援，在最新的Virtual SAN 6.2 All-Flash架構中支援重複資料刪除與即時壓縮，這架構同時也適用於前面所提

的 Stretched Cluster，除此之外在 Virtual SAN 6.2中用戶也可限制 VM的 IOPS，使 VSAN越來越趨近於一般在市面上購買的儲存設備。

Virtual SAN對於過去的儲存架構來說是一種破

壞式創新，它帶領著企業儲存走向下一個新時

代，儘管 SDS是 SDDC重要的一塊拼圖，但在一開始 5.5版的 Virtual SAN推出時 VMware並不建議將第一線生產環境放在 Virtual SAN上，而是建議先使用在 VDI和開發測試環境；6.0版的 Virtual SAN大幅提升了系統效能、延展性及可用性，系統規模已提高為過去的數倍，如此

一來便具備了足以承擔企業第一線生產環境的

能力，然而在接下來的兩個版本 Virtual SAN已經提升至企業等級的保護與自家產品整合，相

信未來會有更多的應用場景會實現在 VMware所定義的藍圖之中。

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結語

誠如以上所述，其實在 SDDC中各個拼圖都是息息相關的，運算、儲存、網路皆可透過軟體

定義的形式達成更好的彈性與高可用性，而

VMware透過先天 hypervisor的優勢，把這三個基礎架構都融合在一起，打造過去前所未有的

架構，徹底顛覆過去資料中心的觀念與想法，

解決 IT人員曾經遇到的種種難題，相信在未來因應市場的驅使之下，Virtual SAN將會帶給我們更多令人驚豔的功能，就好像當初的伺服器

虛擬化一樣，在市場上得到廣泛應用。

(作者現任職於麟瑞科技)

資料來源：VMware官方網站 http://www.vmware.comIT Home http://www.ithome.com.tw